基于经颅磁刺激与功能近红外光谱的短时与慢性失眠障碍患者皮层兴奋性及脑功能差异研究

《Frontiers in Neuroscience》：Cortical excitability and brain function in patients with insomnia: a pilot transcranial magnetic stimulation and functional near-infrared spectroscopy study

【字体：大中小】 时间：2026年01月22日 来源：Frontiers in Neuroscience 3.2

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　　本研究首次联合应用经颅磁刺激（TMS）与功能近红外光谱（fNIRS）技术，系统比较短时失眠障碍（SID）与慢性失眠障碍（CID）患者的神经生理特征。研究发现CID患者相较于SID患者表现出更低的静息运动阈值（RMT）、双侧背外侧前额叶皮层（DLPFC）激活减弱以及右DLPFC至左DLPFC/左内侧前额叶（mPFC）功能连接降低。这些结果揭示失眠不同亚型存在异质性神经机制：SID以皮层高兴奋性为特征，而CID更倾向于前额叶功能抑制，为开发靶向神经调控干预提供了重要依据。

1 引言

失眠障碍作为一种全球性健康问题，根据ICD-11标准可分为慢性失眠障碍（CID）与短时失眠障碍（SID）。二者虽临床症状相似，但病理机制存在差异：SID多源于急性高唤醒状态，而CID则与觉醒抑制功能受损相关。当前治疗手段如药物治疗与认知行为疗法（CBT）存在局限性，亟需基于神经机制分型的个体化干预策略。本研究创新性地结合TMS与fNIRS技术，旨在揭示两种失眠亚型在皮层兴奋性与脑功能连接方面的特异性改变。

2 材料与方法

研究纳入30例SID与30例CID患者，通过TMS检测左侧初级运动皮层（M1）的静息运动阈值（RMT）以评估皮层兴奋性，并采用48通道fNIRS系统在言语流畅性任务（VFT）期间同步监测双侧DLPFC、mPFC及颞叶（TL）的氧合血红蛋白（Oxy-Hb）浓度变化与功能连接（FC）。任务包含30秒基线期、60秒词组构建期及70秒后基线期，数据经运动伪影校正与带通滤波（0.01–0.20 Hz）后分析。

3 结果

3.1 皮层兴奋性

CID组RMT显著高于SID组（p?

3.2 血流动力学响应

fNIRS显示CID组在VFT任务期间双侧DLPFC、左mPFC及右TL的Oxy-Hb浓度均显著低于SID组（FDR校正后p?p?

3.3 功能连接

CID组全局功能连接强度显著低于SID组（p?p?

3.4 临床关联性

仅在SID组中发现左mPFC的Oxy-Hb变化与RMT负相关（r?=??0.45, p?=?0.012），而左DLPFC-TL及左TL-mPFC的功能连接与RMT正相关（r?=?0.39–0.37, p?

4 讨论

本研究通过多模态神经影像技术揭示SID与CID的异质性神经特征：SID患者表现为左半球主导的皮层高兴奋性与前额叶超激活，符合高唤醒模型；而CID患者则呈现广泛性前额叶功能抑制及双侧连接减弱，支持“觉醒抑制失败”假说。尤其值得注意的是，左mPFC与DLPFC的激活差异可能作为区分亚型的潜在生物标志物。功能连接分析进一步表明，SID的病理机制与左半球内部网络失调相关，而CID涉及半球间协调功能衰退，类似抑郁障碍中的半球不对称性异常。这些发现为针对CID患者设计联合高频rTMS刺激左DLPFC的神经调控方案提供了理论依据。

5 局限性

研究未设置健康对照组，fNIRS覆盖脑区有限，且依赖主观量表筛查患者。未来需结合多导睡眠图（PSG）与情绪评估工具，并扩展全脑成像与双侧TMS测量以深化机制探索。

6 结论

CID相较于SID存在更显著的皮层兴奋性降低、前额叶活动减弱及功能连接缺损。SID患者左前额叶-颞叶网络连接与皮层兴奋性的负相关关系提示其神经可塑性代偿机制，而CID的广泛性功能衰退则标志病理慢性化转变。TMS与fNIRS的联合应用有望为失眠亚型诊断与个体化治疗提供客观神经影像学标志。

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